空调基础及原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,空调基础知识,课程目的,:,完成后，课程将帮助你：,1.,了解空调的概念,2.,熟悉空调系统的基本原理,3.,掌握空调系统的分类,4.,了解并掌握常用术语和数据,1),空调的概念,所谓空调就是空气调节；,它被定义为,“,处理空气的温度、湿度，最终达到有要求的空间的必要条件。,温度,湿度,洁净度,气流分布,有空调要求的空间,1.,空调的概念及基本术语,2),空调的四要素,温度、湿度、洁净度及气流分布就是空调的四要素，对四要素进行调节就能够控制室内环境以达到舒适的要求。,1),对室内空气进行冷却，也可进行加热,2),对空气进行除湿或增湿,3),除去空气中的砂土和尘埃，使空气变得清洁。,4),循环的空气吹遍房间各个角度,一般目的制冷与制热,工业目的温湿度调节,根据用途与目的的不同，将室内的空气条件控制到人体舒适的状态或生产所需要的状态,3),空调的目的,舒适空气调节 人体的保健及环境的舒适,工业空气调节 人以外的动物及物品的保存、管理等,空气调节,就湿度而言，最感舒适的相对湿度为,50%55%,。冬天，室内温度根据人的活动情况，分为以下几类：,活动状态,例,室内温度,DB,平静的活动,轻体力活动,重体力活动,办公室、剧院、住宅、食堂等,工厂（轻作业）学校、商店等,工厂（重作业）舞厅等,22,20,18,-,显热和潜热,干球温度和湿球温度,etc.,4),空调的基本术语,是与物质分子振动有,关系的能量的一种形式,热,4.1)显热和潜热,显热,由于温度的变化而引起的热量变化;,起改变物体温度的作用，由普通温度计测得的温度称之为显热。,潜热,温度没有变化但是热量变化,;,物体在状态改变时吸收或放出的热量称之为状态变化的潜热,。,液体变成气体时吸收大量的热量,气体变成液体则放出大量的潜热,制冷剂就是利用这一原理实现热量的转移。,空调机中,制冷剂自液体变为气体时,从室内空气中吸收了蒸发热,使室内空气得到冷却;气体变成液体,将其冷凝热放至室外的空气或水中。,衡量物体发热的剧烈程度或者冷热水平的物理量。,温度,4.2)干球温度与湿球温度,干球温度,湿球温度,普通的温度计上显示的温度,.,给定环境湿度条件下显示的温度。,相对湿度,是一种度量湿空气中水蒸汽含量的间接指标，定义为湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸汽压力之比。,相对湿度,高相对湿度,=,高潜热,35C,R.H.80%,例,2,例,2,需要,更高,的制冷能力,35C,R.H.40%,例,1,4.3)空调的性能参数,（1）,额定制冷量-在额定工况下的制冷量，,W；,（2）,额定制热量-冷热型在额定工况下的制热量，,W；,（3）,室内送风量-即室内循环风量，,m,3,/h;,（4）,输入功率，,W；,（5）,额定电流-额定工况下的总电流，,A；,（6）,风机功率-电动机许用功率，,W；,（7）,噪声-在额定工况下的运转噪音，,dB；,（8）,制冷剂分类及充填量-例如,R22，kg;,（9）,使用电源-单相220,V，50HZ，,或三相380,V，50HZ；,（10）,外形尺寸长,X,宽,X,高，,mm;,1,）什么导致了房间的热负荷呢,?,房间热负荷定义为,“,在某一时刻为保持房间恒定温度，需向房间供应的热量称为热负荷。单位：,kw;kcal/h,等,总的热负荷,=,+.,1),日照热,2),照明热,3),机器,/,设备热,4),人体发热,etc.,2.,空调系统的基本原理,1.1,）什么是负荷计算？,所谓负荷计算是指对需要制冷（制热）的房间进行降（升）温处理，而对各种影响因素进行求解后得到的结果。,夏天制冷,-,制冷负荷,冬天制热,-,制热负荷,影响室内负荷的因素,房间的负荷大小,选择合适的空调,1.2)大金热力估算软件,制冷循环的基本原理示意图,与内部的热传递,与外界的热传递,室内,室外,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,2,）制冷剂,1,),空气,2),水,3),氨,4),氟利昂,.etc.,所谓制冷剂是指将空调机内低温部的热量传递到高温部且较易蒸发的液体。氨、水、氟利昂等很多的物质可以作为热传递的媒介。,For example,2.1,）制冷剂,heat,冷媒,1),经济的,2),无害的,3),无爆炸性,4),无腐蚀性,5),非易燃品,6),稳定,7),高汽化潜热,8),容易蒸发和压缩,在我们选择最合适的热传递的媒介时，以下的因素是我们需要考虑的对象。,2.2,）选择制冷剂的因素,氟利昂,氟利昂还是最通常用来作为热传递的媒介。,它们包括,:,R22,R134a,R407C,R410A,.etc.,Freon,2.3,）新制冷剂的特点,冷凝压力,Kpa,系统,COP,成分,处理的难易程度,R22,1943,100,单一冷媒,最容易,R407C,2112,97,3,种混合,32/125/134,a,困难,R410A,3016,101,2,种混合,32/125,容易,3,）空调的主要部件,盛夏洒水，房间变得凉快,水蒸发时夺走了周围空气中的热量，使空气得到冷却的缘故,b),浸了酒精的棉花擦在手腕上会感到凉快,酒精蒸发会带走手腕上的热量,空调器是怎么使物品变冷的呢？,不只是水和酒精，所有的液体变成气体都需要蒸发潜热。象氨、氟里昂这类易蒸发的液体，利用,蒸发潜热,可使物品得到冷却。,对一个开放的系统连续的输入冷媒，是耗能但无效率的。,.,因此我们需要一个闭式系统,Refrigerant 22,气流,压缩机,冷凝器,节流装置,蒸发器,空调器的运转是以制冷循环为基础的，而制冷循环主要由以下几个部分构成：,节流装置,压缩机,冷凝器,蒸发器,心脏在人体中起什么作用呢,?,提供能量、维持血液在身体里的循环。,3.1),压缩机,空调器中的压缩机也起着这样的作用，,它维持冷媒的循环。,冷凝器的作用是将压缩机排出的制冷剂由气态变为液态,从而释放热量,.,3.2),冷凝器,蒸发器,(,风机盘管,),3.3),蒸发器,蒸发器的功能就是通过制冷剂的蒸发来冷却周围介质,.,膨胀阀在系统中起着调节冷媒流量和促进冷媒的状态改变的作用（液态到气态）。,3.4),节流装置,4),空调系统的基本原理,一般我们所使用的空调系统中,将液态制冷剂,(,如氟里昂等,),通过膨胀阀,即一种节流阀,驱使压力急剧降低,在比周围介质低的温度下蒸发,从而吸收周围介质中的热量,使介质得到冷却,.,变成气体的制冷剂,再用压缩机压缩,伴随压力的增高,温度上升,.,此时,用常温的空气和水对其进行冷却,使气体制冷剂中的热量被空气或水夺取,复又变成液体,.,低温,5,低压,5Kg,气体,高温,70,高压,18Kg,气体,高温,45,高压,18Kg,液体,低温,5,低压,5Kg,液体,制冷循环,5),热泵式,的空调系统,压缩机,冷凝器,蒸发器,节流装置,室内侧制冷时,节流装置,蒸发器,冷凝器,压缩机,室内侧制热时,四通换向阀,空调器,分体式,整装式,热转移,散热,系统,整装式,3.,空调系统的分类一,单回路,多回路,一拖一,多联机,VRV,空冷式,水冷式,冷水系统,直接膨胀式,(,冷媒,),空冷式,分体式,整装式,水冷式,直接膨胀式,这种方法就是热交换发生在所需的特定条件的空气和冷媒之间（,R22,）。,空调空间,heat,气流,制冷循环示意图,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,冷凝器,压缩机,蒸发器,heat,heat,heat,节流装置,冷水系统,这种方法是热交换发生在所需的特定条件的空气和水之间。,水冷却设备,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,气流,冷媒循环,室外,冷却水回路,heat,heat,heat,空调空间,heat,制冷循环示意图,冷凝器,压缩机,蒸发器,heat,heat,heat,节流装置,空调空间,散热,冷媒循环,气流,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,heat,冷凝器,压缩机,节流装置,蒸发器,直接膨胀式（空冷）,冷凝器侧的热交换发生在所需的特定条件的空气和冷媒之间（,R22,）。,压缩机,冷凝器,蒸发器,冷媒,节流装置,直接膨胀式（空冷）,冷凝器侧的热交换发生在所需的特定条件的空气和冷媒之间（,R22,）。,Evaporator,Compressor,TXV/EXV,Condenser,Suction Line(Gas),Liquid Line,CU,(Condensing Units),FCU,(Fan Coil Units),蒸发器,压缩机,节流装置,冷凝器,吸入管,(,气态,),液态管,空冷分体式（一拖一）,FCU 2,FCU 1,Liquid Line,压缩机,冷凝器,节流装置,FCU 2,FCU 1,吸入管,(,气态,),CU,(,冷凝装置,),空冷分体式（多联机）,Air Cooled Packaged Unit,1),空冷屋顶机,2),窗式机,Compressor,Condenser,Evaporator,EXV,Compressor,Condenser,Evaporator,EXV,空冷整装式,Outdoor,Water,Compressor,EXV,Evaporator,FCU,Cooling Tower,Air,Outdoor,水,压缩机,冷凝器,节流装置,蒸发器,FCU,冷却塔,Air,水冷,C.U.,水冷分体式系统,在这个系统中，在冷凝器中热量由冷媒传递给水，然后在冷却塔中热量由水转移给室外空气。,Compressor,Condenser,Evaporator,EXV,Outdoor,Cooling Tower,Water,Air,压缩机,冷凝器,蒸发器,节流装置,室外,冷却塔,水,Air,水冷整装式系统,To FCU/AHU,压缩机,蒸发器,EXV,冷却水循环,热转移,风冷整装式冷水机,空气调节空间,AHU,冷水机,空气循环,冷凝水循环,冷取水循环,冷却塔,水冷整装式冷水机,4,.,空调系统的分类二,中央系统,全空气系统,水,-,空气系统,全水系统,冷水机,+,空气处理机,+,风管,冷水机,+,空气处理机,+VAV,每层空气处理机,+,风管,冷水机,+,双管道风机盘管,冷水机,+,三管道风机盘管,冷水机,+,四管道风机盘管,独立系统,全冷媒系统,整装式空调系统,多联式空调系统,(VRV),中央空调,风管系统,风机盘管水系统,多联式冷媒系统,构成,室外侧：制冷机与室外侧盘管为一整机。室内侧：冷媒盘管与风机。,室外侧：热泵机组室内侧：各个房间设有风机盘管，机组室内分布系统为水管。,室外侧：室外机,室内侧：各种类型的室内机，室内外依靠冷媒管路连接。,优点,初投资较小,风口设置灵活,可提供新风,单独控制,调节灵活,节能性好,局部吊顶,空间影响小,单独控制,自动化程度高,可引入部分新风,缺点,层高要求高,噪音大,/,费电,难以单独调节,水系统,安装运行不慎,存在隐患,一般难以引入新风,价格较贵,管路安装要求高,代表产品,特灵 约克 麦克维尔 开利 天加 美国瑞姆等,特灵 约克 麦克维尔 清华同方 浙江盾安 上海豪申等,日本大金 松下 三菱 日立 海尔 美的,系统综合比较,1),术语,EER/COP,4,.,常用术语和数值,1.EER(Energy Efficiency Ratio),能耗系数：,制冷量和制冷循环时的输入功率,(Power Input),的比值,2.COP(Coefficient of Performance),能耗比：,制冷量和压缩机输入功率的比值,均用于衡量空调系统的节能效果，,EER/COP,越高，则代表系统的节能效果越出色,HP,（匹）,功率单位，,1HP=735W,；,空调行业中多